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This dissertation develops a rationale of how to use fossil data in solving biogeographical and ecological problems. It is argued that large amounts of fossil data of high quality can be used to document the evolutionary processes (the origin, development, formation and dynamics) of Arealsystems, which can be divided into six stages in North America: the Refugium Stage (before 15,000 years ago: > 15 ka), the Dispersal Stage (from 8,000 to 15,000 years ago: 8.0 - 15 ka), the Developing Stage (from 3,000 to 8,000 years ago: 3.0 - 8.0 ka), the Transitional Stage (from 1,000 to 3,000 years ago: 1 - 3 ka), the Primitive Stage (from 5,00 to 1,000 years ago: 0.5 - 1 ka) and the Human Disturbing Stage (during the last 500 years: < 0.5 ka). The division into these six stages is based on geostatistical analysis of the FAUNMAP database that contains 43,851 fossil records collected from 1860 to 1994 in North America. Fossil data are one of the best materials to test the glacial refugia theory. Glacial refugia represent areas where flora and fauna were preserved during the glacial period, characterized by richness in species and endemic species at present. This means that these (endemic) species should have distributed purely or primarily in these areas during the glacial period. The refugia can therefore be identified by fossil records of that period. If it is not the case, the richness in (endemic) species may not be the result of the glacial refugia. By exploring where mammals lived during the Refugium Stage (> 15 ka), seven refugia in North America can be identified: the California Refugium, the Mexico Refugium, the Florida Refugium, the Appalachia Refugium, the Great Basin Refugium, the Rocky Mountain Refugium and the Great Lake Refugium. The first five refugia coincide well with De Lattin- dispersal centers recognized by biogeographical methods using data on modern distributions. The individuals of a species are not evenly distributed over its Arealsystem. Brown- Hot Spots Model shows that in most cases there is an enormous variation in abundance within an areal of a species: In a census, zero or only a very few individuals occur at most sample locations, but tens or hundreds are found at a few sample sites. Locations where only a few individuals can be sampled in a survey are called "cool spots", and sites where tens or hundreds of individuals can be observed in a survey are called "hot spots". Many areas within the areal are uninhabited, which are called "holes". This model has direct implications for analyzing fossil data: Hot spots have a much higher local population density than cool spots. The chances to discover fossil individuals of a species are much higher in sediments located in a "hot spot" area than in a "cool spot" area. Therefore much higher MNIs (Minimum Number of Individuals) of the species should be found in fossil localities located in the hot spot than in the cool spot area. There are only a few hot spots but many cool spots within an areal of a single hypothetical species, consequently only a few fossil sites can provide with much high MNIs, whereas most other sites can only provide with very low MNIs. This prediction has been proved to be true by analysis of 70 species in FAUMAP containing over 100 fossil records. The temporal and spatial variation in abundance can be reconstructed from the temporospatial distribution of the MNIs of a species over its Arealsystem. Areas with no fossil records from the last thousands of years may be holes, and sites with much higher MNIs may be hot spots, while locations with low MNIs may be cool spots. Although the hot spots of many species can remain unchanged in an area over thousands of years, our study shows that a large shift of hot spots occurred mainly around 1,500-1,000 years ago. There are three directions of movement: from the west side to the east side of the Rockies, from the East of the USA to the east side of the Rockies and from the west side of the Rockies to the Southwest of the USA. The first two directions of shift are called Lewis and Clark- pattern, which can be verified with the observations mad by Lewis and Clark during their expedition in 1805-1806. The historical process of this pattern may well explain the 200-year-old puzzle why big game then abundant on the east side were rare on the west side of the Rocky Mountains noted by modern ecologists and biogeographers. The third direction of shift is called Bayham- pattern. This pattern can be tested by the model of Late Holocene resource intensification first described by Frank E. Bayham. The historical process creating the Bayham pattern will challenge the classic explanation of the Late Holocene resource intensification. An environmental change model has been proposed to account for the shift of hot spots. Implications of glacial refugia and hot spots areas for wildlife management and effective conservation are discussed. Suggestions for paleontologists and zooarchaeologists regarding how to provide more valuable information in their future excavation and research for other disciplines are given.
Spatial Queues
(2000)
In the present thesis, a theoretical framework for the analysis of spatial queues is developed. Spatial queues are a generalization of the classical concept of queues as they provide the possibility of assigning properties to the users. These properties may influence the queueing process, but may also be of interest for themselves. As a field of application, mobile communication networks are modeled by spatial queues in order to demonstrate the advantage of including user properties into the queueing model. In this application, the property of main interest is the user's position in the network. After a short introduction, the second chapter contains an examination of the class of Markov-additive jump processes, including expressions for the transition probabilities and the expectation as well as laws of large numbers. Chapter 3 contains the definition and analysis of the central concept of spatial Markovian arrival processes (shortly: SMAPs) as a special case of Markov-additive jump processes, but also as a natural generalization from the well-known concept of BMAPs. In chapters 4 and 5, SMAPs serve as arrival streams for the analyzed periodic SMAP/M/c/c and SMAP/G/infinity queues, respectively. These types of queues find application as models or planning tools for mobile communication networks. The analysis of these queues involves new methods such that even for the special cases of BMAP inputs (i.e. non-spatial queues) new results are obtained. In chapter 6, a procedure for statistical parameter estimation is proposed along with its numerical results. The thesis is concluded by an appendix which collects necessary results from the theories of Markov jump processes and stochastic point fields. For special classes of Markov jump processes, new results have been obtained, too.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Problem, daß Internet-Inhalte weltweit als strafbare Kommunikationsdelikte angesehen werden können. Die Warnungen vor Neonazis, die aus dem Ausland agieren, werden immer eindringlicher; gleichzeitig fürchten sich deutsche Anbieter vor ausländischen Strafverfolgungsbehörden. Ob diesen Entwicklungen aber durch eine internationale Lösung erfolgreich entgegengewirkt werden kann, erscheint fraglich. Der Autor untersucht daher die Strafbarkeit von Internet-Inhalten im weltweiten Kontext. Die bisherigen Bemühungen um eine internationale Lösung werden dargestellt und ihre Erfolgsaussichten überprüft. Dabei zeigt sich, daß nationale Ansätze nicht vorschnell übergangen werden sollten.
An indignation control training has been developed and tested for it's effectiveness. The training was based upon a cognitive model of emotions. One's own cognitions in emotional situations are often considered to be "assertorically" true. Therefore it was tested, whether the emotion could be controlled by means of reflecting about one's own assertoric judgements and considering alternative interpretations of the current situation. The cognitive training was compared in terms of effectiveness to a relaxation training. Participants were randomly distributed to the experimental conditions: cognitive training, relaxation training and control group. Six training sessions à 90 min. - one per week- were conducted. Pre- post and follow-up-test after 3 month were undertaken. As dependent variables the following measures were used: Participants reported a personal indignation encounter and indicated their reactions to imaginal situations. Additionally a real provocation was realised. The data analysis was based upon a group of 72 persons. The cognitive training proved to be more effective in reducing indignation compared to the control group. Especially for behavioural measures the cognitive training was also superior compared to the relaxation approach. Taken together for the cognitive training group indignation in the own situation as well as in imaginal situations was reduced. Also perspective taking could be improved as well as destructive reactions in imaginal situations were reduced. After the real provocation less physiological arousal was reported as well as less negative reactions observed. Almost all effects remained stable over the 3 month follow-up period. The results clearly demonstrate the effectiveness of the new method. This new approach is also relevant for psychological interventions: A more precise control of emotion is possible because the training is based upon the specific cognitive components of the emotion. As a consequence, clients on their own are able to question their interpretation of a situation based upon each single cognition.
Die Dissertation beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit und unter welchen Bedingungen psychophysiologische Maße gewinnbringend zur empirischen Prüfung physiologisch orientierter Persönlichkeitstheorien genutzt werden können. Am Beispiel des Extraversionsmodells von Brebner & Cooper (1985), das mit Hilfe ereigniskorrelierter Hirnrindenpotentiale (EKP) empirisch geprüft wurde, wird deutlich herausgearbeitet, mit welchen Herausforderungen sich eine solche Forschung konfrontiert sieht: die konsequente und streng theoriegeleitete Verknüpfung psychologischer Konzepte mit psychophysiologischen Maßen, die sorgfältige Berücksichtigung der funktionalen Bedeutung und der komplexen auslösenden Bedingungen der elektrophysiologischen Parametern im Kontext des gewählten Paradigmas sowie die umfassende Kontrolle experimenteller und situationsspezifischer Rahmenbedingung. Das Brebner-Cooper-Modell führt Verhaltensunterschiede zwischen Extravertierten und Introvertierten auf differentiell wirksame exzitatorische und inhibitorische Prozesse zurück, die im Zusammenhang mit der Analyse von Reizen (Reizanalyse) und der Vorbereitung von Reaktionen (Reaktionsorganisation) in einer spezifischen Situation stehen. Der empirische Teil der Arbeit beschreibt zwei EKP-Experimente, in denen langsame Potentiale zur Untersuchung dieser Modellkonzepte herangezogen wurden. Das Ausmaß kortikaler Aktivierung und Deaktivierung bei Introvertierten vs. Extravertierten in Abhängigkeit von variierenden Anforderungen an Reizanalyse und Reaktionsorganisation wurde über die Contingent Negative Variation (CNV) abgebildet. Aufgrund theoretischer wie empirischer Überlegungen wurde davon ausgegangen, dass sich Unterschiede in der Reizanalyse in der initial CNV (iCNV), Unterschiede in der Reaktionsorganisation dagegen in der terminal CNV (tCNV) niederschlagen. Die Ergebnisse bestätigen, dass der Einsatz psychophysiologischer Methoden zur Theorienprüfung erst dann vielversprechend ist, wenn zuvor eine Validierung der elektrophysiologischen Maße als geeignete Indikatoren für die psychologischen Konstrukte erfolgt ist.
Mobilität und Werte
(2000)
Mit Hilfe einer Fragebogenstudie (N=359) werden die Motive der Verkehrsmittelnutzung und der Zustimmung zu verkehrspolitischen Maßnahmen zur Einschränkung des Autoverkehrs als wesentliche Interventionsansätze zur Veränderung des Mobilitätsverhaltens untersucht. Mit dem gewählten Erklärungsansatz wird umweltrelevantes Handeln nicht nur aus der Perspektive umweltbezogener Überzeugungen analysiert, sondern es wird ein wertepluralistischer Ansatz zugrunde gelegt, bei dem der Umweltschutz lediglich einen Teilaspekt im Netz einer Vielzahl handlungsrelevanter Werte und Ziele (wie z.B. Mobilitätseffizienz, Fahrfreude, Arbeitsplatzsicherheit und Verkehrssicherheit) bildet. Die korrelativen und regressionsanalytischen Ergebnisse der Studie zeigen, daß umweltbezogene Überzeugungen, wie z.B. die Akzeptanz von Umwelt- und Naturschutz und die Verantwortungsübernahme für den Schutz von Umwelt und Natur, die differenzierte Motivbasis umweltre levanter Handlungen im Verkehrsbereich empirisch nur unzureichend abbilden. Vielmehr sind es die individuellen Überzeugungen zu Akzeptanz und Realisierung einer Vielfalt von Werten und Zielen von denen die Mobilitätsentscheidungen beeinflußt werden. Als zentrale Aufgaben zukünftiger psychologischer Forschungsvorhaben im Bereich umweltrelevanten Handelns lassen sich die Durchführung weiterer bedingungsanalytischer Studien zur Überprüfung der wertepluralistische Grundannahme im Kontext anderer Handlungsfelder und die Erprobung sowie Evaluation der abgeleiteten Interventionsstrategien formulieren.
In der Forschungsliteratur ist Medienwandel bislang überwiegend als Wandel von Kommunikationstechnologienbehandelt worden, Theorien zum Medienwandel sind ein Forschungsdesiderat. Ziel der Arbeit ist es, anhand exemplarischer Untersuchungen zu klären, ob es bestimmteGelenkstellen gibt, an denen einerseits Probleme der Medientransformation sichtbar werdenund sich andererseits gleichzeitig Anforderungen an eine Theorie des Medienwandels ableitenlassen. In der Arbeit werden dabei explizit nicht nur die Kommunikatorseite, sondern auch die Angebote selbst und ihre Nutzung mit einbezogen. Für die Arbeit wurden empirische Untersuchungen in zwei Online-Redaktionen unterschiedlicher Muttermedien vorgenommen (teilnehmende Beobachtung, Leitfadeninterview). Die Onlineangebote wurden durch eine Studie zur Rezeption dieser Angebote in die Untersuchung mit einbezogen. Betrachtet werden die Redaktionsorganisation, Präsentationsmuster des Angebots und die Rezeptionsmuster, die sich bei der Nutzung der untersuchten Angebote zeigen. Die von den untersuchten Anbietern eingesetzte Strategie der Adaption erweist sich angesichts eines Mißverhältnisses zwischen Produktionskompetenz und -möglichkeiten der Macher und der Abstimmung der Angebote auf die Nutzungskompetenz ihrer Rezipienten als problematisch. Eine Theorie des Medienwandels muss mehrdimensional und integrativ sein, um den verschiedenen wechselseitigen Abhängigkeiten der Medienkommunikation gerecht zu werden.
This work is concerned with the numerical solution of optimization problems that arise in the context of ground water modeling. Both ground water hydraulic and quality management problems are considered. The considered problems are discretized problems of optimal control that are governed by discretized partial differential equations. Aspects of special interest in this work are inaccurate function evaluations and the ensuing numerical treatment within an optimization algorithm. Methods for noisy functions are appropriate for the considered practical application. Also, block preconditioners are constructed and analyzed that exploit the structure of the underlying linear system. Specifically, KKT systems are considered, and the preconditioners are tested for use within Krylov subspace methods. The project was financed by the foundation Stiftung Rheinland-Pfalz für Innovation and carried out in joint work with TGU GmbH, a company of consulting engineers for ground water and water resources.
Im Mittelpunkt dieser Untersuchung stand die in der Umweltbeobachtung bestehende Diskrepanz zwischen dem Wunsch nach flächendeckender Information und der Tatsache, dass meist nur punktuell und stichprobenartig Information erhoben wird. Über das Zusammenführen von unterschiedlichsten Informationen über die Umwelt wurde die Frage der räumlichen Übertragbarkeit von Umweltdaten und die Leistungsfähigkeit von Umweltdaten untersucht. Zur Überprüfung der Hypothese, dass die in einem bestimmten Ökosystemtyp ermittelten Ergebnisse auf andere Vertreter desselben Ökosystemtyps übertragbar sind, wurden PAK gewählt, die als Indikatoren für die luftgetragene stoffliche Immission dienen. Grundlegend für den Untersuchungsansatz war die Annahme, dass die ökologisch-strukturelle Ausstattung eines Ökosystems auch einen bestimmenden Einfluss auf die stoffliche "Belastung" in diesem Ökosystem hat. Dazu wurden zunächst Hinweise auf ein Faktorengefüge erarbeitet, welches den Stoffeintrag bestimmen und welches die ökologisch-struktuelle Ausstattung im Hinblick auf die Zielsetzung in einem ausreichenden Maße beschreiben kann. Die erarbeiteten Faktoren gehören zu den Komplexen Klima, Topographie, Flächennutzung und Biometrie. Entsprechend dem Untersuchungsansatz wurde nach einem Modell gesucht, das den funktionalen Zusammenhang zwischen Faktoren zur Beschreibung der ökologisch-strukturellen Ausstattung der Gebiete und der entsprechenden PAK-Immission annähert. Für diesen Anwendungsfall ist der Netztyp des GRNN (General Regression Neural Network) besonders gut geeignet. Mit Hilfe des Modells wurden Prognosen der PAK-Immission für fünf Ökosysteme in Deutschland berechnet. Die Validierung dieser Ergebnisse erfolgte anhand von rückstandsanalytischen Untersuchungen an einjährigen Fichtentrieben aus diesen Gebieten. Über die Modellbildung mit unterschiedlichen Input-Sets wurden die für die PAK-Immission relevanten Faktoren herausgearbeitet. Es konnte gezeigt werden, dass sich das gewählte Modell für die Frage der räumlichen Übertragbarkeit eignet, wobei hinsichtlich der Güte der Prognose deutliche Unterschiede zwischen den beiden Gruppen leichtflüchtige und schwerflüchtige PAK bestehen. Zudem bestehen qualitative Unter-schiede hinsichtlich der Prognosen zwischen den Gebieten, da durch die bisherige ökologisch-strukturelle Beschreibung wahrscheinlich einige die Immission bestimmende oder beeinflussende Faktoren nicht oder nicht ausreichend berücksichtigt wurden. Insgesamt wurde durch den gewählten Ansatz auch die Leistungsfähigkeit von Umweltdaten aus unterschiedlichen Monitoring- und Untersuchungsprogrammen durch deren gemeinsame Auswertung verdeutlicht.
Die Zahl der (potenziellen) Kunden der Dienstleistungsbranche Tourismus und deren Ver-teilung im Raum wird durch eine Vielzahl von Ursachen (Bedürfnis- und Verhaltens-dimension der Tourismusforschung) bestimmt. Das sind z. B. auch Beweggründe, Bedürf-nisse, Motive oder auch Motivkomplexe. Die Kenntnis dieser Bedürfnisse und Verhaltens-weisen von Reisenden und deren Anforderungen an die offerierte Leistung sind dabei eine zentrale Voraussetzung für eine zielgruppengerechte Marktbearbeitung. Ein wichtiger Bestandteil dieser notwendigen Zielgruppenorientierung ist die Marktsegmentierung, deren Aufgabe darin besteht, den relevanten Markt in intern möglichst homogene und untereinander heterogene Teilmärkte aufzuteilen. Eine Segmentierung des Tourismusmarktes erfolgte bislang vornehmlich anhand verschiedener Einschränkungen. Aufgrund der geringen Aus-sagekraft der bisherigen Ansätze für das durch umfangreiche Motivkomplexe geprägte Reise-verhalten der Nachfrager erweist sich allerdings eine zielgruppenspezifische Markt-bearbeitung auf Basis derartiger Lösungen als nur bedingt möglich. Dieser Kritik Rechnung tragend wurde ein ganzheitlicher Segmentierungsansatz entwickelt, der an möglichst zahl-reichen Ausprägungsformen des Reiseverhaltens ansetzt, alle vier klassischen Markt-erfassungsansätze verbindet und damit Handlungsempfehlungen für eine breit angelegte zielgruppenspezifische Marktbearbeitung aufzeigt. Eine weitere Neuerung bezieht sich auf die Anwendung einer multivariaten Baumanalyse, um Zielgruppen im Tourismus zu differen-zieren. Dieses Analyseverfahren erlaubt die gemeinsame Analyse mehrerer Variablen und von Variablen jedes Skalenniveaus. Dazu wurden mehr als 6.000 mündlich geführte Interviews, die mittels einer Zielgebiets-befragung 1997-1999 in Rheinland-Pfalz erhoben wurden, ausgewertet. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der multivariaten Analyse mit Hilfe des sogenannten CHAID-Algorithmus. Es handelt sich dabei um eine Art Baumdiagramm, welches erstmalig als Instrument der touristischen Zielgruppenplanung mittels Segmentbildung und Profilerstellung eingesetzt und daher als Alternative zu Cluster- und Diskriminanzanalyse charakterisiert wird. Dabei kann eine Vielzahl verschiedenartiger Typisierungen untersucht werden, wie etwa die Typisierung der Reisenden mit hohem Reisestellenwert (z. B. der Haupturlauber), mit ausgeprägter Besuchshäufigkeit bzw. Zielgebietserfahrung, mit hoher Rückkehrbereitschaft, außergewöhnlicher Zufriedenheit oder des kaufkräftigen Urlaubers. Abschließend erfolgt die Beurteilung der Ergebnisse bezüglich der praktischen Bedeutung für das Rheinland-Pfalz-Marketing.
The goal of this thesis is to transfer the logarithmic barrier approach, which led to very efficient interior-point methods for convex optimization problems in recent years, to convex semi-infinite programming problems. Based on a reformulation of the constraints into a nondifferentiable form this can be directly done for convex semi- infinite programming problems with nonempty compact sets of optimal solutions. But, by means of an involved max-term this reformulation leads to nondifferentiable barrier problems which can be solved with an extension of a bundle method of Kiwiel. This extension allows to deal with inexact objective values and subgradient information which occur due to the inexact evaluation of the maxima. Nevertheless we are able to prove similar convergence results as for the logarithmic barrier approach in the finite optimization. In the further course of the thesis the logarithmic barrier approach is coupled with the proximal point regularization technique in order to solve ill-posed convex semi-infinite programming problems too. Moreover this coupled algorithm generates sequences converging to an optimal solution of the given semi-infinite problem whereas the pure logarithmic barrier only produces sequences whose accumulation points are such optimal solutions. If there are certain additional conditions fulfilled we are further able to prove convergence rate results up to linear convergence of the iterates. Finally, besides hints for the implementation of the methods we present numerous numerical results for model examples as well as applications in finance and digital filter design.
